----------------------------------- zoth 05 Iun 2010 13:06 Refractorul Rogers intr-o noua abordare ----------------------------------- Cu certitudine anul 1758 care aduce cu el patentul dubletului acromat reprezinta o data de referinta in istoria instrumentelor refractive. Prima cale spre rezultate mai bune a fost asadar oficializata dar lumea voia nu doar mai bine ci si mai mult. Din pacate tehnologia acelor vremuri nu permitea obtinerea unor blancuri de sticla flint suficient de omogene si obiectivul acromat recent patentat era condamnat sa ramana la dimensiuni mici. Nu putini au fost opticienii care si-au pus problema de a gasi solutii pentru cresterea diametrului util al obiectivelor in situatia data. Se cuvine sa-i amintim aici pe Hamilton, Rogers, Stampfer, Plossl, Schupmann si probabil au mai fost si altii. In principal solutia gandita de ei era folosirea unui obiectiv dintr-o singura lentila din sticla crown ce urma sa fie acromatizat cu elemente mai mici puse pe traseul optic inaintea sau dupa planul focal principal. Prima incercare de acest fel se pare ca apartine lui Hamilton care breveteaza in 1814 refractorul catadioptric cu obstructie. Despre acesta am mai discutat in urma cu ceva timp aici pe forum si nu voi mai insista. Urmatorul pe lista ar fi Alexander Rogers care vine cu un nou concept pentru acromatizarea unui obiectiv simplu in anul 1828. Iata in imaginea de mai jos cum ar arata schema optica propusa de el: (va urma) ----------------------------------- neox 05 Iun 2010 14:10 ----------------------------------- Ca tot veni vorba, am prins o discutie recenta pe CN pe tema conceptului Rogers. John Wall taticul focuserului Crayford a impartasit din experienta lui cu modelul asta de refractor si cum poate di abordat de un amator. Lentila simpla trebuie sa fie plan-convexa si cu raport F/D cat mai mare F/30 sau mai bine F/40. Dubletul mai mic poate fi recuperat de la un binoclu si plasat cam la jumatatea focalei lentilei plan-convexe. John spunea ca nu trebuie gandit ca un sistem high-tech ca un apocromat. Presupun ca situatia se poate ameliora cu un design de la zero in Zemax si cu sorturi de sticle scumpe. http://www.cloudynights.com/ubbthreads/showflat.php/Cat/0/Number/3833060/page/2/view/collapsed/sb/5/o/all/fpart/1 ----------------------------------- zoth 05 Iun 2010 18:50 ----------------------------------- Neox, multumesc pentru link :) Nu aveam cunostinta de aceasta noua discutie din lipsa de timp pentru a urmari CN-ul. Daca nu ma insel, Mircea ne-a mai atras in trecut atentia asupra designului propus de John Wall cu ocazia unor dezbateri mai vechi tot de pe CN. Daca insa ne uitam cu atentie la cele doua scheme vom observa ca asemanarea lor este limitata. Ceea ce caracterizeaza in mod deosebit schema propusa de Alexander Rogers este dubletul corector fara putere optica , lucru ce permite functionarea sistemului la focala dictata de obiectiv. ----------------------------------- zoth 05 Iun 2010 21:30 ----------------------------------- Sigur, daca interpretam schema lui Wall prin prisma titlului discutiei noastre o putem asocia usor si cred si corect ca pe o alta abordare a refractorului Rogers. Intorcandu-ne la designul original am transpus in OSLO unele date oferite de Ceragioli pentru un Rogers de 150 f15. Rezultatele le pun in imaginile de mai jos: Ceea ce vedem acolo nu cred sa fie o surpriza pentru noi, corectia aberatiei longitudinale pare la fel de buna ca intr-un acromat clasic cu aceasi parametri insa asa cum se intampla la majoritatea designurilor din clasa dialyt problema cea mai mare o reprezinta cromatismul lateral dezvoltat in exces de aceste instrumente, lucru ce face imposibila folosirea lor chiar si pe campuri minuscule. Fara sa intru in amanunte acest "defect" se datoreaza faptului ca raza principala care traverseaza obiectivul nu abordeaza elementul corector in mod simetric (tocmai datorita pozitionarii acestuia la mare distanta de obiectiv). In cercetarile intreprinse dea lungul timpului de Plossl, Schupmann si mult mai tarziu de Honders exista doua solutii care sa salveze aceasta situatie: ori folosirea unor oculare special proiectate sau dotate din "nastere" cu, cromatism lateral astfel incat efectul dintre obiectiv si ocular sa se anihileze reciproc, ori sa se pozitioneze inaintea planului focal inca un corector special proiectat pentru cromatismul lateral. Deoarece a doua solutie a aparut aproape de zilele noastre iar prima s-a dovedit nepractica, atat designul propus de Hamilton cat si cel al lui Rogers si modelele la care au lucrat Stampfer si Plossl si brachymedialul lui Schupmann au fost uitate in timp. ----------------------------------- zoth 06 Iun 2010 10:04 ----------------------------------- Si apropo de schema lui Wall, poate ar fi util sa-i atraga cineva atentia asupra folosirii in experimentele pe care le face a ocularelor care au din start cromatism lateral mai pronuntat, cum ar fi de exemplu ocularele de gen Huygens, Mittenzwey sau chiar Huygens acromat, Ramsden sau LP. Este posibil sa obtina rezultate mult mai bune si sa poata creste semnificativ grosismentul. Nu am pus inca in proiect ideea lui insa intuitia imi spune ca nu ar avea nimic de pierdut daca face aceste incercari. ----------------------------------- zoth 06 Iun 2010 11:08 ----------------------------------- Dar sa ne intoarcem din nou la Rogers. Cu ceva timp in urma am avut ocazia sa studiez abordarea pe care a facut-o mai spre zilele noastre Honders asupra brachymedialului lui Schupmann prin introducerea noului corector pentru cromatismul lateral. Recent mi-a venit in minte ideea de a aplica un procedeu asemanator pe schema lui Rogers. Zis si facut, am introdus noul corector constituit dintr-o singura lentila si asezat inaintea planului focal, o noua optimizare si iata mai jos ce a iesit: Proiectul reprezinta un refractor Rogers cu deschiderea de 120 si un raport focal de 9,6. Dupa cum putem observa din grafice corectia de ansamblu a iesit semnificativ mai buna decat cea pe care o poseda un acromat obisnuit, culoarea laterala s-a micsorat si ea semnificativ (daca va uitati la scara reprezentarii ei) iar raspunsul general se apropie timid de cel al unui apocromat. Tot proiectul pe ansamblul lui e construit pe baza de sticle ieftine si zic eu ca nu e rau deloc pentru un refractor ce are drept obiectiv o singura lentila din BK7. ----------------------------------- neox 06 Iun 2010 13:35 ----------------------------------- Ei asta chiar e interesant. Se vede o imbunatatire semnificativa fata de un acromat normal. Mai ales ca e deschidere de 120 la F/9.6 si nu f/15-16. Cu siguranta ar merita abordat practic chiar si cu lentile recuperate. Am vazut ca pe SShed au niste lentile planconvexe http://www.surplusshed.com/pages/item/l3919d.html, ceva mai mari de 150mm F/27 dar probabil utilizabile. Sunt curios cat de sensibil e la centraj tot sistemul si mai ales daca nu se dovedeste a fi un cosmar la colimare :wink: Al doilea corector din sistem e tot lentila planconvexa? ----------------------------------- zoth 06 Iun 2010 15:40 ----------------------------------- Ca sa raspund la aceste aspecte va trebui sa dezvalui unul din punctele de plecare pe care l-am avut in vedere la dezvoltarea acestui sistem. Asadar cand am pornit la optimizarea lui am impus o distanta fixa intre elementele extreme, respectiv intre obiectiv si ultimul corector, lasand variabile distantele fata de cel central in ideea de a corecta daca va fi cazul o sfericitate rebela ce poate aparea in sistem. In felul acesta nu a fost deloc dificil de a gasi locul potrivit pentru corectorul central. Cu aceasta ocazie am observat ca sistemul nu are un raspuns radical la modificarea distantelor dintre elemente. Cat priveste descentrajul raspunsul nu este nici aici diferit fata de cel al altor sisteme optice si poate este chiar mai ingaduitor daca ne gandim ca nici corectorul central si nici cel final nu sunt atacate simetric de raza principala ce trece prin obiectiv si in consecinta restrictiile nu sunt mari. Mai jos am sa pun layout-urile celor trei componente ale sistemului: Dupa cum se poate vedea, obiectivul este o lentila plan convexa obisnuita ce are ca material de baza sortul BK7, corectorul cromatismului longitudinal este un dublet lipit care de data asta respecta conditia impusa initial de Rogers in ideea de a nu altera focala impusa de obiectiv iar corectorul pentru cromatismul transversal este o lentila convex concava ce are ca material de baza sortul F2. ----------------------------------- Mircea Pteancu 06 Iun 2010 19:07 ----------------------------------- zoth excelent,felicitari pentru conceperea acestui sistem.Intentionezi sa construiesti un prototip? Cum ar arata corectia unui instrument in sistemul tau ,''impins'' la limita, dar spre limita cealalta.Ma gandesc de pilda la 80mm F/15 sau 10cm F/12 care sunt inca fizic maniabile,usoare. La 120 mm F/9.6 solutia data de tine ar imbunatati substantial ,fara mari costuri,nisa refractoarelor de 5 inch F/8,nu-i asa?Linia de fabricatie si furnizorii de materii prime exista,SDV-urile suplimentare ar fi relativ ieftine,montura mecanica partial exista trebuind doar modificata.Si zbang,atacata piata! Eu daca as fi comerciant de optica si as avea ceva banuti la tescherea,n-as pierde ocazia,m-as ''combina''in afacere.Dar cum teschereaua-i mai mult goala.... :) Stima,Mircea ----------------------------------- zoth 06 Iun 2010 20:10 ----------------------------------- Multumesc Mircea :D O mica, corectie: conceptia sistemului nu-mi apartine, eu nu am facut decat sa adaptez o saracie de corector si sa procedez la o optimizare de ansamblu. Si ca veni vorba de saracie, si la mine teschereaua e goala, mai goala ca niciodata si colac peste pupaza de luna asta va fi si mai goala cu 25% din voia celor ce ne urau sa traim bine. Dumnezeu stie de unde se va mai goli cu atat ca eu nu stiu ... In fine, intorcandu-ne la subiect, productie de serie nu va fi dar un prototip parca tot ma trage inima sa incerc. Sanatosi sa fim si usor usor le rezolvam pe toate sau macar traim cu speranta... :) ----------------------------------- zoth 12 Iun 2010 16:35 ----------------------------------- La finalul acestei abordari mi-am pus problema unei sumare evaluari a acestui sistem. Uitandu-ne la analiza razelor afisate mai sus putem concluziona ca au mai ramas in comportarea lui doua tendinte "nesportive" pe campul de analiza: - o tendinta de a dezvolta o usoara coma cromatica (destul de usoara ce-i drept dar prezenta) si - o reminiscenta de culoare laterala Putem concluziona in acest caz ca instrumentul nu poate fi unul universal de camp larg dar ca "planetar" se descurca bine (daca nu foarte bine). Cunoscand tendinta spre reminiscenta de culoare laterala dar si faptul ca elementul corector central a fost gandit "mobil" pentru a corecta aberatia de sfericitate mi-a venit o noua idee, instrumentul in cauza ar putea fi unul foarte performant cu functionare pe banda ingusta, de exemplu ca instrument solar pe 540nm sau la fel de bine pe 656,3nm. Am pus intr-un nou proiect aceleasi date in care am modificat doar pozitia corectorului central si am crescut apertura la 140mm. Iata mai jos ce a iesit pe o banda de analiza centrata pe 540nm si cu largimea la baza de 20nm. ----------------------------------- Mircea Pteancu 12 Iun 2010 18:13 ----------------------------------- Sa vad daca am inteles bine.A rezultat un fel de ''apo-killer'' pe banda spectrala aleasa? Mircea ----------------------------------- zoth 12 Iun 2010 19:58 ----------------------------------- Practic vorbind, da. La nivel teoretic putem observa usor ca pe banda spectrala aleasa acest design are un sferocromatism foarte redus, lucru ce-i aduce un avantaj chiar si asupra unui apo de mare clasa, acesta din urma fiind limitat in performanta tocmai de sferocromatism. Avantajul este confirmat si de valoarea "turbata" la care urca raportul Strehl pentru acest caz: 0,999569 (vezi atasamentul de mai sus). Diferentele intre cele doua sunt asa cum am spus si mai sus doar la nivel teoretic intrucat au loc in interiorul discului principal de difractie si nici ochiul sau senzorul foto nu pot percepe aceste diferente. Lucrul pe banda spectrala ingusta aduce uneori mari avantaje opticii refractive si cred ca ar fi un domeniu unde trebuie speculat mai mult. ----------------------------------- nobody 13 Iun 2010 08:35 ----------------------------------- Centrul benzii spectrale se poate regla ulterior sau ramane fix din design ? ----------------------------------- zoth 13 Iun 2010 17:30 ----------------------------------- Nu stiu daca am inteles bine intrebarea dar atat largimea benzii spectrale cat si centrul ei este dictat de filtrul folosit in conjunctie cu instrumentul. In exemplul de mai sus este analizat un refractor Rogers in noul aranjament care functioneaza impreuna cu un filtru solar continuum presupus centrat pe 540nm si cu largimea de banda de 20nm. Pentru functionarea pe alte lungimi de unda se repozitioneaza doar corectorul central pentru minimizarea aberatiei de sfericitate. ----------------------------------- zoth 20 Iun 2010 13:15 ----------------------------------- Intorcandu-ma la schema Rogers cu functionare in banda normala vizuala am incercat saptamana ce tocmai a trecut aplicarea unei noi strategii: Am marit puterea optica a obiectivului si in acelasi timp am micsorat-o pe cea a corectorului de culoare laterala, am lasat corectorului central doar functia specificata de Rogers, adica aceea de a corecta doar cromatismul longitudinal, iar sfericitatea am optimizat-o la nivel de ansamblu. Spre surprinderea mea rezultatele obtinute sunt chiar mai bune decat la prima varianta si le puteti vedea mai jos intr-o exemplificare a unui 90 f10,8. Ce putem observa de pe graficele curbelor e faptul ca pentru aceeasi corectie a cromatismului longitudinal s-au obtinut valori semnificativ mai mici in ce priveste dezvoltarea comei si doar mai mici pentru culoarea laterala. Din diagrama spoturilor se observa ca de aceasta data pe acelasi camp de analiza, nimic nu mai iese din discul principal de difractie. ----------------------------------- zoth 07 Mai 2017 18:02 ----------------------------------- Anul viitor va fi an aniversar Alexander Rogers. In 2018 se vor implini 190 de ani de cand autorul a propus designul acromatului ce-i poarta numele. In urma cu cateva zile am fost rugat sa mai spun cateva vorbe despre acest tip de acromat. Ei bine, daca suntem o fire inventiva putem specula anumite proprietati constructive ale acestei formule optice astfel incat sa obtinem unele rezultate interesante :) Astazi o sa vorbim putin despre sferocromatism. In mod normal sferocromatismul acromatului Alexander Rogers este intrutotul echivalent cu cel al unui acromat clasic. Daca speculam insa formula dialyt si schimbam sortul de sticla flint din corectorul de acromatizare un flint dens ajungem la un nivel spectaculos de corectie a sferocromatismului, formula rezultata intrunind criteriul de corectie sferica Abbe impus unui apocromat adevarat. Iata in imaginea de mai jos nivelul de corectie atins prin schimbarea sticlei F2 cu SF4 (vizibil pe user aber scale stanga si long sa scale dreapta). Am introdus in grafic mai multe linii spectrale si am lasat intentionat mai distantate liniile albastra si rosie pentru a se putea discerne mai bine nivelul de corectie. ----------------------------------- Erwin 08 Mai 2017 06:38 ----------------------------------- Interesant, deși din diagramele prezentate nu înțeleg mare lucru. Ce alte aberații și distorsii rămân prezente la un astfel de obiectiv? Cât de important este sferocromatismul în răspunsul total? ----------------------------------- catalin dumitru 10 Mai 2017 23:41 ----------------------------------- Liniile verticale aproape paralele indică sferocromatism foarte redus . Subcorectie vagă la roșu si la fel , supracorectie anemică la albastru . Ca la acromate , dar mult mai estompat . Totuși , depărtarea dintre linii arată cromatism longitudinal care însă este destul de mic dacă aparține unui sistem cu focală lungă . Ar trebui să vedem diagrama spotului , să ne lămurim dacă dă ceva pe afară , și cam cât . ----------------------------------- zoth 11 Mai 2017 18:07 ----------------------------------- De acord Tavi, graficele sunt mai aride de felul lor, se interpreteaza mai dificil. Aberatiile care raman sunt cele specifice unui acromat, in principal cromatismul longitudinal. Sferocromatismul are o importanta majora in definitia imaginii. Sa ne aducem aminte ca un acromat este corectat sferic pe o singura linie spectrala (linia d) iar celelalte vor prezenta o sfericitate specifica. Scazand sferocromatismul spre zero nu facem altceva decat sa imbunatatim definitia de ansamblu a imaginii furnizate. Catalin, nu prea da nimic pe afara, simularea a fost facuta pe instrumentul meu din semnatura, un Rogers 88mm cu f/15. Pun mai jos un grafic mai prietenos sper in care se poate vedea pe linia de sus raspunsul clasic (corector BK7/F2) iar pe linia de jos raspunsul obiectivului secondat de corectorul cu BK7/SF4. ----------------------------------- catalin dumitru 11 Mai 2017 23:41 ----------------------------------- :) :) Foarte frumos !! La așa ceva merită făcut un ocular cu dispersie inversă pe verde . ----------------------------------- vicu60 12 Mai 2017 07:42 ----------------------------------- In momentul de fata se experimenteaza noi formule de sticla optica si principii revolutionare de constructive a obiectivelor.De pilda se preconizeaza lentile plate ,fara curbura,discuri de sticla ,care AR putea sa se comporte CA UN asamblaj de elemente multiple curbate.Compozitia sticlei VA controla focusarea razelor de lumina intr-o imagine prin variatii in indicele de refractie.Atunci obiectivele greoaie vor putea fi inlocuite de un singur element plat,mult mai usor.Foarte interesant! Ocularele si obictivele vor fi alcatuite dintr-o singura lentila CA luneta lui Galileo. ----------------------------------- Erwin 12 Mai 2017 18:52 ----------------------------------- Nu cred că sticla are vreun rol în noile "lentile" ci straturi speciale de nanoelemente care ghidează undele de lumină depuse pe un substrat transparent. Prima dată s-au realizat niște mici antene care ghidează microundele și se încearcă miniaturizarea pentru a ghida fotonii de lumină, în fond au aceeași natură electromagnetică. ----------------------------------- zoth 12 Mai 2017 19:25 ----------------------------------- Suntem depasiti tare daca in secolul 21 discutam despre imbunatatirea unor formule optice apartinand secolului 19, nu-i asa? E foarte posibil :) Cu toate astea mie unul imi plac instrumentele istorice si sunt mandru ca am realizat personal unul, probabil singurul din tara daca nu cumva mai exista vreo relicva pe la vreun observator. De citit am citit si eu despre materiale cu indice de refractie negativ, despre lentile plane, despre depuneri controlate pentru figurizarea opticii, despre lichide cu dispersii anormale, despre combinatii refractive/difractive. Unele sunt la nivel de idee, altele sunt realizate deja insa mai toate sunt pentru noi avioane cu reactie, nu sunt de nasul nostru si pe moment cel putin nu avem acces la ele. Decat sa visam la cai verzi mai bine vedem ce putem face in ograda noastra. Catalin, da, la niste oculare potrivite pentru luneta asta vreau sa lucrez in perioada urmatoare, din cauza asta niste idei mi-ar fi de mare ajutor :) Mersi.